潮汐——海洋的呼吸

生活在海边的人都知道海水有一种交替往复，永不停息的小涨落运动。海水这种有节奏的周期性的涨落运动就是“潮汐”，法国文学称之为“大海的呼吸”，科学地讲，潮汐是海水在月球和太阳引潮力作用下所发生的周期性运动。我们把海面周期性的涨落叫潮汐，海水周期性的水平流动称为潮流，潮流与海流不同之处就在于潮流具有严格的周期性。       很早以前，人们就注意到海水的潮来潮往很有规律性；初一，十五涨大潮。通常，地球上绝大部分地方的海水每天出现两次高潮和两次低潮，这种潮汐称为“半日潮”，有些地方，两次高潮与两次低潮的潮差很大，涨落时间不等，称为“混合潮”。有的地方一天只有一次高潮和一次低潮，高潮和低潮之大约相隔12小时25分，称为“全日潮”，掌握了潮汐的规律，对海边人民的生活有很大帮助。       潮汐的这种规律性与它的日月起因是分不开的。我国早在《山海经》中就说潮汐与月亮有关，十七世纪后期牛顿发现了万有引力定律，即宇宙中的一切物体都相互吸引。地球、月球、太阳三者当然也不例外。潮汐的产生就是由于月球和太阳对地球的引潮力作用引起的。在这一系统中，由于月球（又称太阴）离地球远较太阳近，故其质量虽小，但它产生的引潮力比太阳大得多，是它的两倍左右。       在地球——月球系统中，地球受到两个力的作用A：一是月球对它的引力，二是地球自转、绕日公转和绕地月系中心转动时产生的惯性离心力，这两个力结合产生合力。这种合力就称为“月球引潮力”，在引潮力的作用下导致海水运动形成潮汐。合力的两个分力就象四边形的两条边，中间有一个夹角，四边形的对角线就是”引潮力“。可以想像，当地月位置变化时，夹角也变化，对角线合力就变化。在向着月球的地方，月球的引力大于离必力，引力起主导作用，此时出现高潮；在背月的地方，离心力大于地球的引力，离心力起主导作用，也形成高潮。因此在高潮带之间的广阔海域，由于海水流向高潮区，水面下降，相对出现低潮。因为地球对着地球自转一周为24小时50分，这段时间内，某一海区就要经过向着月球和背着月球各一次出现两次高潮。       当然，除了月球引潮力以外，太阳对地球也有引潮力。虽然较前者小得多，但其力学过程都是一样的。因为天体运动都有周期性和规律性，所以在月球和太阳的共同作用下，这海洋潮汐就很有规律性，每逢农历初一十五时，太阳，月球和地球三个天体差不多在同一条直线上，月球与太阳的引潮力几乎作用于同一个方向，两者的合力最大，此时海水受到的引潮力最大，因此这会海水涨得最高，落得最低，即大潮。到了初八（上弦），二十三（下弦），太阳、月球、地球三者位置形成直角，此时太阳引潮力和月球引潮力两者合力最小，这时潮涨得不高，落得也不低，出现两次最低的高潮和最高的低潮。       潮汐是海洋中常见的自然现象之一。在我国，有闻名中外的钱塘江暴涨潮和深入内陆六百多公里的长江潮。主要是由于潮流沿着入海河流的河道溯流而上形成的。当潮流涌来时，潮端陡立，水花四溅，象一道高速推进的直立水墙，形成“滔天浊浪排空来，翻江倒海山为摧”的壮观景象。